基于單片機C8051F020 的數(shù)字多電機控制平臺的設(shè)計

2. 4 直流電機橋式驅(qū)動電路設(shè)計

直流電機是可以直接采用電源直接驅(qū)動的，設(shè)計直流電機驅(qū)動電路的主要目的就是對電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向進行控制。在本系統(tǒng)中采用了橋式電路，如圖4 所示。

這種橋式電路非常適合用來做數(shù)字控制，只需單片機按照一定的邏輯和時序控制開關(guān)管的開通關(guān)斷，就能實現(xiàn)直流電機的正反轉(zhuǎn)，也能調(diào)節(jié)電機繞組通電的占空比，從而達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。

2. 5 場效應(yīng)管選擇

本系統(tǒng)中選用的功率元件為IR 公司生產(chǎn)的IRF840 功率MOSFET,其工作電壓可達500 V,工作電流最高8 A,IRF840 MOSFET 功率管的驅(qū)動功率小，工作速度高，開關(guān)時間短，熱穩(wěn)定性好，抗干擾能力強，完全滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求。

2. 6 電源設(shè)計

電源設(shè)計過程中為防止各種電源之間互相干擾，尤其是模擬大電源對數(shù)字電路部分產(chǎn)生噪聲影響，充分考慮了電源濾波的需求。在電路設(shè)計時，對供電電源做濾波處理，對控制信號做光電隔離處理。

對輸入電源使用單獨接插件和單獨電源濾波器。對信號的輸入和大功率的輸出，也要分別使用接插件進行物理隔離。電機運轉(zhuǎn)時最大瞬時電流可高達2A.為減少大功率輸出對數(shù)字電路產(chǎn)生影響，在設(shè)計時，采取有效的抗干擾措施，如將大功率輸出信號與數(shù)字信號采取有效光電隔離。

3 軟件設(shè)計

系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用模塊化程序設(shè)計。主程序主要完成的內(nèi)容： 系統(tǒng)參數(shù)初始化、通訊指令解析、開啟中斷、進入子程序模塊輸出控制信號等。每個電機的不同動作均采用不同的子程序模塊，維護方便。系統(tǒng)主程序流程圖如圖5 所示。

上電后，單片機程序初始化芯片的端口設(shè)置及變量初始賦值。當串口中斷發(fā)生，接收上位機發(fā)來的命令消息和發(fā)送反饋消息給上位機。然后解析本次命令，按具體內(nèi)容進入不同的運程序，來控制不同的電機動作。

4 結(jié)語

本文所述的控制方案，在一個系統(tǒng)中集成了四個電機的驅(qū)動控制電路，所有功率放大單元均采用場效應(yīng)管自行搭建，在小功率步進電動機及直流電機驅(qū)動控制中有較強的通用性，最大驅(qū)動電流可達6A.可以不作任何的硬件改動，僅通過重寫軟件，就可以直接應(yīng)用在其它系統(tǒng)中驅(qū)動直流或步進電動機